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바이오디젤 - 최적화 실험 논문

요 약최근 들어 원유가격의 상승과 화석 연료의 고갈로 인하여 에너지 절약에 대한 관심과 더불어 기후변화협약과 같은 환경에 대한 엄격한 규제가 이루어지고 있는 실정이다. 이에 바이오디젤은 동.식물성 유지와 같은 생물학적인 원료로부터 생산되어 독성이 낮고 생분해성이 높으며, 디젤엔진에서 연소시킨 경우에 매연의 배출량, SOx 와 CO2 저감에 효과적인 환경 친화적 대체 연료로서 평가받고 있다. 식물성 유지의 에스테르화반응을 통하여 바이오디젤로 생산하기 위해서는 유지의 특성, 즉 높은 점도, 산도, 유지지방산 농도, 지방산 종류와 조성등의 특성 파악과 이에 따른 문제점들을 해결해하여야 한다. 또한, 바이오 디젤 생산에서 원료확보 및 높은 생산단가는 가장 큰 문제점으로 지적받고 있는 실정이나, 유체는 식물유 함유율이 상대적으로 높아 원료비 절감을 가져와 바이오디젤의 경제성을 높이는 적절한 작물로 평가받고 이다. 이에 본 연구에서는 최적화된 바이오 디젤의 생성을 알아 보기 위하여 온도 시간 조성이라는 변수를 두고 실험을 하였다.차 례1. 서 론 62. 이론적 배경 82. 1 바이오디젤 82. 1. 1 바이오디젤의 정의 82. 1. 2 바이오디젤의 사용현황 82. 1. 2. 1 해외 연구개발 동향 92. 1. 2. 1 국내 현황 102. 1. 3 바이오디젤의 장단점 122. 1. 3. 1 장점 122. 1. 3. 2 문제점 132. 1. 4 바이오디젤의 특징 152. 1. 5 반응 메커니즘 162. 1. 6 바이오디젤의 생산 172. 1. 7 바이오디젤의 생산공정 193. 실험방법 203. 1 실험장치 및 시약 203. 1. 2 분리장치 - 분별 깔대기 203. 1. 3. 1 메탄올 213. 1. 4. 2 KOH 213. 1. 5. 3 NaOH 223. 2 실험방법 234. 실험결과4. 1 온도의 변화에따른 수율 274. 2 메탄올 몰비에따른 수율 294. 3 50℃에서 시간에 따른 수율 324. 4 120℃에서 불순물 제거를 안했을 때의 비교 345. 결 론 35Ref쉽고, 생분해도가 높으며, 독성이 없고, 본질적으로 황과 방향족을 포함하지 않아 청정연료로서 그 수요가 크게 증대될 것으로 예측하고 있다. 이는 공정의 전 주기(life cycle)관점에서 볼 때 연료 사용에 의해 배출된 CO2는 대두, 평지 등의 유지 작물을 생산하는 과정에서 회수되므로 CO2의 순배출량이 대단히 적은 것이다.바이오 디젤은 석유계 디젤에 비해 생산 단가가 높다. 그럼에도 불구하고 환경 친화적 특성 때문에 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있으며, 전 세계적으로 많은 국가에서 상용화하여 사용하고 있다.Figure 1. Biodiesel Recycles제 2장. 이론적 배경2. 1 바이오디젤2. 1. 1 바이오디젤 정의바이오 디젤이란 폐식용유, 유채꽃, 콩, 쌀겨 등 식물성 기름을 정제해 만든 물질로 디젤엔진 차량의 연료인 경유와 물리적 성질이 거의 비슷하다. 오히려 경유보다 산소 고리가 많아 매연이나 미세먼지, 이산화탄소 등 공해물질 배출을 줄여 경유를 대체할 수 있는 청정연료로 알려져 있다.바이오디젤은 그 자체만으로도 디젤유를 대체하여 기존 경유용 승용, 승합차에 별도의 엔진 개조 없이 사용될 수 있는 대체 연료이다.2. 1. 2 바이오디젤 사용 현황바이오디젤은 경유에 섞어서 사용할 수도 있고 100% 바이오디젤 만으로 사용할 수 있는데, 일반적으로 차량에 사용할 때는 바이오 디젤과 자동차용 경유를 각각 20대 80, 혹은 5대 95 정도로 혼합한 바이오 디젤 혼합유가 사용된다. 혼합 비율에 따라 각각 BD20(바이오 디젤 20%와 경유 80%를 섞은 것), BD5(바이오 디젤 5%와 경유 95%를 섞은 것)로 나뉜다.2. 1. 2. 1 해외 연구개발 동향현재 세계에서는 바이오디젤을 시범으로 사용하거나 시범사업을 통하여 보급을 늘려가고 있는 단계이다. 유럽 등 선진국에서는 이미 1990년대부터 상용화했다.(1) 유럽은 대체에너지 사용에 적극성을 갖고 있어 바이오디젤에 대한 제도가 정착단계에 이르고 있다. 바이오디젤에 대한 기관 성능 및 내구 저감할 수 있다.(4) 세탄가가 경유보다 높아서 압축착화엔진에 그대로 적용이 가능하며, 경유에 소량 혼합(BD20) 사용할 경우에는 기존 엔진의 개조가 거의 불필요하고 출력이나 연비 변화도 거의 문제시 되지 않는다.(5) 액상 연료이기 때문에 기존의 연료 인프라를 그대로 활용할 수 있다.(6) 윤활성이 좋기 때문에 경유의 저유황화에 따른 윤활성 저하 대책으로 사용할 수 있다.(경유에 1% 혼합하면 윤활성 40%향상)(7) 벤젠 등을 배출하지 않아서 독성이 적고, 생분해도가 높아서 유출시 환경오염이 적다. (3주 이내에 90%이상 분해)(8) 150℃의 인화점을 가진 바이오디젤은 경유(64℃)에 비해 불이 잘 붙지 않아 순수 바이오디젤은 차량 사고 시 경유에 비해 더 안전하고 볼 수 있다.(미국 산업안전보건청(OSHA)은 비가연성 액체로 분류)(9) 발화점이 높아서 운송과 저장시에 안전하다.[Table 2. 2 BD20 사용시 경유 대비 배기가스 저감효과]탄화수소일산화탄소산화황미세먼지매 연-15%-17%-20%-18%-14%※ 자료 : 국립환경연구원 분석결과, 2001. 122. 1. 3. 2 바이오디젤의 문제점(1) 동절기 유동성 취약: 바이오디젤은 저온 유동특성이 원료의 종류에 따라 상이하고 팜유의 경우 특히 열악하다. (낮은 온도에서 결정을 형성하여 응고하는 특성)(2) 산화안정성 취약: 짧은 시간 내에 미생물에 의한 분해, 수분흡입 등으로 안정성이 열악하여, 연료계 금속부품의 부식 및 손상을 유발, 인젝터 막힘이나 실린더 내 카본 퇴적유발(3) 연료계통 재질 열화: 연료계통의 일부 고무재료 열화/팽윤발생, 고농도 사용시 자동차 연료계통의 재질 변경 필요(4) 장기간 사용 시 출력감소와 연료누설, 연료계 부식, 노즐이 막힐 위험(5) 자동차 부품사의 품질보증 불가로 인한 소비자 피해 발생(6) 공급안정성 문제① 수요와 공급간 불균형 가능성 큼.② 대두유, 팜유, 유채유 모두 곡물에 의해 생산되므로 기후 등 외부요인에 의한 생산량 및 가격의 변화가 커 수입방법으로 조제된 연료는 세탄가 34.7로 200h EMA(Engine Manufactures Association) 시험에 통과되었지만 근본적인 해결방법은 나오지 않고 있다.(4) 전이에스테르화법(Trans esterification)바이오디젤을 상업적 규모로 생산하는 방법으로는 주로 전이에스테르화 공정이 사용되고 있으며, 식물성 유지와 동물성 지방을 알칼리 촉매, 산 촉매 또는 효소 촉매 존재하에서 메탄올로 전이에스테르화하여 지방산 메일테스테르와 글리세린을 얻고, 생성된 글리세린을 원심분리하여 고순도의 지방산 메틸에스테르를 얻는 방법이다 [Figure 2. 7]. 여기에서 사용되는 알칼리 촉매로는 Sodium hydroxide와 Potassium hydroxide가 있으며, 부산물의 분리와 처리가 용이한 Potassium hydroxide가 더 경제적으로 평가된다. 그러나 수분과 유리 지방산의 함량이 높은 유지를 사용할 경우에는 알카리 촉매가 유리 지방산과 금속염을 형성하여 메톡시 이온이 불활성화 되므로 황산과 같은 산 촉매를 사용해야 한다.Figure 2. 7 바이오디젤의 제조 프로세스2. 1. 5 바이오디젤의 생산공정Bio Diesel 제조 공정은 초임계 반응 연속공정 시스템으로 5단계로 구성된다.(1) 폐식용유 + 메탄올(+촉매)을 혼합하여 반응기로 공급하는 저장/혼합공정(2) 혼합물질을 온도와 압력 및 초음파에너지를 가하여 에스테르화 반응을 하는 반응공정(3) 반응물질(바이오디젤+글리세린)을 감압하여 1차 추출기에서 글리세린 회수하는 공정(4) 글리세린을 추출한 바이오디젤을 중화한 다음 여과 및 알코올을 회수하는 중화/여과/회수 공정(5) 최종 생산 제품을 저장/출하하는 저장/출하 공정Figure 2. 8 바이오디젤의 생산공정제 3장. 실험방법3. 1 실험장치 및 시약(1) 사용 시약? 폐식용유(1리터)? NaOH? 메탄올(2) 사용 기기? 무게 저울? 비커? 피펫? 뷰렛? 눈금 실린더 100ml , 250ml? 분액 깔대게 500ml? 삼각 플라스크 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹는 성질을 말한다. 따라서 수산화나트륨의 무게를 잴 때에는 빠르게 측정해야 한다. 예를 들어, 실험을 하기 위해 수산화나트륨이 정확히 3g 필요하다고 하자. 시약병에서 수산화나트륨을 꺼내는 순간부터 이미 물을 흡수하기 시작하기 때문에 저울 위에 약포지를 올리고 수산화나트륨을 천천히 담게 되면 저울이 표시한 눈금은 3g이 되었어도, 실제 수산화나트륨의 양은 3g보다 적을 수 밖에 없다. 저울이 잰 무게에는 수산화나트륨이 흡수한 물의 무게도 포함되어 있기 때문이다.이뿐만 아니라 수산화나트륨은 이산화탄소를 흡수하기도 한다. 이산화탄소는 물에도 어느 정도 녹기 때문에, 수산화나트륨은 고체 상태일때나 수용액 상태일 때 모두 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 이산화탄소를 흡수한 수산화나트륨은 탄산나트륨으로 변한다.(3) 주의수산화나트륨은 매우 위험한 물질이며 조해성을 가지고 있기 때문에 공기와의 접촉을 최대한 피할 수 있도록 마개를 꼭 닫아 보관해야 한다.3. 2 실험방법1. 비커에 폐식용유를 정량하여 담는다.2. 폐식용유에는 물성이 남아있기 때문에 수분을 제거하기 위해서 비커에 담긴 폐식용유를 가열하기에 120℃로 가열한다. 여기서 폐식용유가 가열되면서 기름이 밖으로 튈 수 있으니 조심한다.Figure 3.1 폐식용유 가열3. 삼각 플라스크에 메탄올과 NaOH를 넣는다.(단, 플라스크를 마개로 완벽히 막는다.)Figure 3.2 촉매 혼합4. 가열된 폐식용유를 55℃까지 서서히 식힌다.5. 폐식용유에 메탄올과 NaOH 혼합물을 위에서 붓는다. 그리고 마개를 닫고 약 5분간 교반을 한다.Figure 3.3 교반6. 약 1시간에서 하루정도 지방산메틸에스테르와 글리세린이 상분리 될 때까지 기다린다.Figure 3.4 폐식용유 냉각7.분별 깔대기를 이용하여 바이오디젤과 글리세린을 분리한다.Figure 3.5 분별깔대기8. 2-3일후에 뚜렷이 디젤과 글리세린이 분리된다.Figure 3.6 분리된 디젤과 글리세린의 제품화? 수율 측정수율(Yield)몰비

공학/기술| 2008.11.04| 37페이지| 4,000원| 조회(615)

환경, 대한, 실험, 연료, 특성

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영어이전의 언어.[영어이야기산책]PPT자료

Pre-history of English (영어 이전의 언어)영어 역사의 개요영어 역사 학습의 필요성언어를 사용하는 민족의 과거와 현재를 올바로 조명. 초기 영어로 쓰여진 문학을 번역을 통한 매체를 통하지 않고도 감상할 수 있음. 영국의 역사와 문학, 문화 및 전통을 이해하기 위해서 필요. 현대 영어에 대한 안목을 넓힐 수 있음.언어의 분류각 나라마다 언어의 유사성이 발견. 기원전 2500년경 하나의 언어가 존재. 이 언어가 서유럽과 인도에 걸치는 넓은 지역으로 발전함.(인구기어 또는 인구어) 역사적 입장에서 공통적 기원을 가진 언어들의 상호 관계를 기초로 해서 분류하는 것을 계통적 분류라 함.인구어족(Indo – European)원시인구어 - 기원전 5,000년 내지 3,000년 전에 존재한 인구어족의 모체. 인구어족 – 유럽과 동아시아, 동남아시아, 서남아시아를 제외한 대부분의 아시아에 살고 있는 민족들의 언어가 속함. 어족에 속한 대표적인 언어가 영어.인구어의 분파켄툼어그리스어, 라틴어, 켈트어, 게르만어, 힛타이트어, 토카리아어사템어볼토-슬라브어, 인도-이란어, 알바니아어, 아메이니아어영어 역사 개요기원전 55년 로마 침략 전 – 켈트어. 서기 43년 로마 침략 - 400년간 지배. 서기 450년 경 게르만족 이동. 색슨, 쥬트, 앵글족 집단 정착.원시시대(BC55)당시 사람들에 대한 묘사신석기 시대의 생활농사의 시작 – 정착생활 도구의 사용 – 간석기 그릇 제작 – 식량 저장 주거 - 움집신석기 시대 사람들의 생활 모습신석기 시대 사람들의 사용 도구구석기 - 동물 가죽옷. 신석기 - 식물에서 실을 뽑아 옷감을 짬.신석기 시대 사람들의 의복원시시대(BC55) 당시의 민족오스트랄로피테쿠스 (猿人, Australopithecus)오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 (A. afarensis)오스트랄로피테쿠스 아프리카누스(A. africanus) 오스트랄로피테쿠스 로보스투스(A. robustus)오스트랄로피테쿠스 보이세이 (A. boisei)오스트랄로피테쿠스 에티오피쿠스 (A. ethiopicus) 오스트랄로피테쿠스 바렐그하자리(Australopithecus bahrelghazali) 오스트랄로피테쿠스 아나멘시스 (A. anamensis)원시시대(BC55) 당시 유물원시시대 (-B.C55) 문화유산독일의 팔츠펠트에서 발견된 사암기둥. 켈트인이 연구하는 고고학의 첫 발견물 중 하나 원래는 위로 머리부분이 있어 2.5m에 달했던 기둥인데, 1934년까지 방치되어 지금은 1.48m밖에 되지 않는다 B.C450년~B.C350년 사이의 석조물로 무덤에 세웠던 것으로 보인다.스위스 베른 근방 유적지 그레흐빌에서 나온 항아리 B.C570년에 스파르타의 식민지에서 만들어진 것으로 짐작되며, 장례식에 필요한 술을 담았던 것으로 보임 병목에 보이는 날개를 단 형상은 고대 동양의 비옥함과 영원함을 나타내는 상징과 그리스의 여신 아르테미스를 연상시킴주화 앞면에는 곱슬거리는 머리털이 헝클어져 자란 얼굴을 표현 뒷면에는 전통적으로 말떼를 표현했는데, 커다란 새와 함께 있는 말이나 사람 머리를 한 말 등의 환상적기법 자주 사용기원전 7세기 청동 도끼에 있는 기마인물상. 오스트리아 할슈타트 근방에서 발견 말과 사람을 단순하게 디자인 하는 것은 할슈타트 시대의 특징임마차와 마구의 장식으로 쓰인 화려한 청동 원판. 기원전 5~4세기의 전사 무덤에서 발견 손잡이 주변은 레이스처럼 여러 군데가 비치도록 세공, 무늬는 컴퍼스를 사용한 것처럼 복잡함영국 런던에서 발견된 기원전 1세기의 마구 실용성과 예술성을 보여줌 디자인의 정교함,에나멜로 만들어낸 생생한 색채는 유럽의 전역에서 발견되는 전형적인 마구 장식기법임옷을 고정시키기 위해 만든 초승달 모양의 청동 피불라는 기원전 6세기의 유물 양식화된 새 두 마리가 있는 배 모양의 본체에 볼록 장식으로 돋운 펜던트가 사슬로 매달려 있다. 배와 새는 '저 세상'의 상징물,배의 본체는 태양을 상징하는 원형무늬로 장식오스트리아 잘츠부르크에서 발견된 청동 피불라 기원전 800년부터 500년까지인 할슈타트시대의 전형적 유물케르눈노스는 한 손으로 양의 머리가 달린 뱀을 잡고, 다른 한 손으로 자신의 목에 건 것처럼 꼬아 만든 토크를 들고 있다. 투구를 쓴 여신은 이국적인 동물들에 둘러싸여 있다.고양이,코끼리,날개 달린 그리핀 등은 매우 비켈트적인 동물로, 흑해의 영향을 확실하게 보여준다.{nameOfApplication=Show}

인문/어학| 2008.04.19| 32페이지| 2,000원| 조회(433)

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바이오매스를이용한 에탄올 공급에 관해

- 바이오매스를 이용한 에탄올 생산과 원료공급에 대하여요 약최근 미국 에너지 시장에서 수송용 바이오연료 생산과 바이오매스자원으로부터의 원료공급 가능성 등에 대하 여 조사 연구되었다. 미국의 국가에너지정책의 1차 목표는 수입원유에 대한 의존을 줄이고 다양한 국내자원으로 에너지생산을 증가시키는 것으로 2030년에는 현재 수송용 에너지의 20%를 바이오연료로 대체할 목표이다. 정책 적으로 청정공기법령(Clean Air Act), 연방청정연료(Federal Clean Fuel) 프로그램 및 American Jobs Creation Act를 통하여 바이오연료 사용음 증가시키는 노력을 하고 있다. 에너지 원료로서 산림바이오매스는 년간 3억 6800만 dry tons, 농엽에서 얻어지는 원료는 현재의 BT기술을 이용한 작물품종 및 경작기술 개발, 농지사용 변화 를 기반으로 했을 때 년 간 총 9억 9800만 dry tons이고 이중에서 목질계 바이오매스는 8억 1800만 dry tons이다 현재의 농업상황에서생산되는 량의 5배에 해당하는 바이오매스 공급가능성이 예측되었다.1. 서 론2007년도 우리나라 에너지 및 자원분야 예산은 고 유가 요인 등이 반영돼 2006년보다 5446억원이 증 액된 4조 3118억여원이 책정돼 운영될 전망이다, 특 히 신재생에너지개발에 1326억원을 투입하는 등 선 재생에너지사업의 총예산은 2006년 대비 225억원 정도가 늘어난 4321억원으로 책정됐다. 이 같은 예산 증액은 교통세가 교통에너지환경세로 전환돼 총 11조 규모의 3%를 에너지 분야에 배정함에 따라 대 폭 증액된 것으로 고유가행진으로 인한 국가에너지 안보의 시급성을 대변하는 조치로 여겨진다(에너지 관리공단 신재생에너지센터, 뉴스레터 2006).특히국제원유가격의 앙등으로수송용에너지의대체자원개발이세계적으로 에너지개발 정책의 핵심이되고있고, 자동차산업분야에서도 청정에너지를 이용한 엔진개발등이 경쟁적으로 이루어지고었다(에너지관리공단, 선재생에너지센터, 2006)석유대신에주목받는 수송용대체고자 하는 목표로 R&D 사엽에 투자하고 있는 상황이다 (Genecor International, Inc., 2003). 미국의 에너지 시장은 그 규모가 크고 범세계적으로 미치는 영향이 매우 크므로 미국의 에너지 정책과 시장을 분석하는 일은 그 중요성이 크다고 할 수 있다.본 보고에서는 미국에서의 바이오에탄올 생산과 수요 동향, 에너지 원료공급 가능성에 대하여 조사 하여 바이오매스를 이용한 국내 대체에너지 개발에 필요한 기초자료를 확보하고자 하였다 에탄올2.미국 에너지시장에서 바이오 에탄올미국의 국가에너지정책의 1차 목표는 수업원유를 줄이고 다양한 국내자원의 에너지생산을 증가시켜 에너지 안보를 확보하는 것이다, 2002년 미국에서 화석연료 같은 바재생산성 에너지소비는 전체소비 의 86%에 달하였고, 그 중에서 수입원유가 차지하 는 비율이 62%이었으나 2004년에는 64%, 2025년에 는 77%로 원유의 수입의존율이 점차 증가할 수밖에 없는 에너지사용구조를 가지고 있다(Eere, 2006) 미국경제가 석유제품과 원유수입과 말접한 관계에 있으므로 아무리 작은 원유가격의 상승이나 공급혼 란이라도 미국경제에 미치는 영향은 막대하기 때문 에 자국의 환경적 이익과 경제 성장을 위해 국가적 에너지안보의 필요성은 다른 어느 국가에 비해 크다 고 할 수 있다. 한편 2005년 미국이 생산한 총 에너 지생산은 약 69.3 Quadrillion Btu이고, 이중에서 79%는 석탄, 천연가스, 원유와 같은 화석연료,12%는 핵연료,9%는 수력, 바이오매스, 지열, 태양열, 풍력과 같은 재생산성 연료로 공급했다. 바이오매스 연료는 재생산성 연료 중 약 48%, 전체 에너지생산 의 4%를 차지하고 있다(EIA, 2006), 그러나 실제로 바이오매스는 대부분이 펄프제지공장에서 블랙 리 쿼를 소비하는 것이어서 설제로 미국에서 실질적 바 이오매스에너지생산은 매우 미미했다고 할 수 있겠 다 이 같은 상황에서 최근 미국 내에서의 연료용 바 이오에탄올 생산의 급증은 주목할 만하다(Fig, 1 에너지로 사용하는 화석연료 소비량에 비교하면 적은 량이지만 앞으로 연료용 에탄올 수요 는 점차 증가할 것으로 전망되고 있다 청정공기법 령 (Clean Air Act)에서 산소강화제 첨가로 재조합 된 휘 발유(RFG, Reformulated gasoline)사용과 동 절기에는 반드시 산소가 첨가된 연료사용을 요구하 는 연방청정연료(Federal Clean FueD 프로그램이 에탄올수요를 증가하게 한 주요 이유였다. 캘리포니 아, 뉴욕 주 및 커네티컬 주에서 옥탄강화제로의MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) 의 사용을 전면 금지하고 대신 에탄올을 사용하도록 하는 정책이 실행되고 있고 앞으로는 연방정부차원에서 MTBE 사용금지가능성이 높기 때문에 에탄올 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다.더욱이 일산화탄소의 대기환경기준을 초과하는 지역(댄버, 로스안젤레스, 휘닉스 등)에서는 겨울에 온도가 상승하는 일산화탄소의 대책으로 동절기 휘 발유에 산소강화제 사용을 의무화 하였고, 하와이와 미네소타주에서는 휘발유에 반드시 에탄올을 첨가 하는 법령이 채택되었는데 아이다호, 아이오와, 미주랴, 몬태나, 오레곤 및 위스콘신주 등이 이 같은 정책에 합류를 고려하고 있는 것으로 알려져 있다 (RF A. 2006). 사실상 이 같은 정 책 변화로 인해 에 탄 올첨 가 RFG (Reformulated Gasoline)가 기 존의 휘 발유(첨가물이 없이 단독으로 사용되는) 다음으로 많이 사용되 는 상황으로 변화하게 되 었다. Table 1 에 제시한바와같이 미국에서 연료용에탄올시장은 2004년 RFG용으로 55%, 휘발유 첨가용으로 29%, 연방 동계 옥탄강화제로 8%, 미네소타주정부 에탄 올 프로그램에 8%로 이용되는 것으로 보고되었다.그리고 새롭게 제정되는 American Jobs Creation Act는 미국의 가까운 장래에 새로운 에탄올 수요증 가를 가져올 다양한 내용을 포함하고 았다. 그 법 령 에 포함된 VEETC (Volumetric Ethernol Eopment Technical Advisory Committee)를 발촉 하고 바이오매스 공급 비전 목표를 Fig. 4와 같이 정하였다. 목표에 따르면 2001년 전체 수송에너지 소비의 0.5%에 불과한 바이오수송연료를 2010년에 는 4%,2020년에는 10%. 2030년에는 20%까지 대체 하겠다는 계획이다(BATC, 2002).3. 바이오언료 생산에 사용되는 원료 (feedstocks) 와 이용 가능성현재 미국에서 생산되는 바이오에탄올의 원료는 90% 이상이 옥수수가 차지하고 그 다음이 사탕수 수, 소맥 및 식품폐기물 등이 이용된다(Eere, 2005) 실제로 목질바이오매스로부터 에탄올은 원료가격, 제조기술 ? 비용면에서 옥수수보다 열세한 위치에 있다. 그러나 실제로 자연계에 존재하는 공급 가능 한 바이오매스자원은 목질계가 많아 가까운 미래에 이들 자원의 적극적 이용이 매우 시급할 것으로 예 측되고 았다. 세계에서 에너지소비가 가장 많은 미 국에서 앞으로 바이오연료로 사용될 원료와 그 공급 가능성에 대해 조사하였다미국에너지성과 농림성에서 분석한 바이오매스 사용 가능량을 Fig. 5에 나타내었다. Fig. 5에서 보 는 바와 같이 미국에서 1년에 에너지용으로 사용가 능한 바이오매스는 약 13.66억 dry tons로 현재 소 비되는 수송용 에너지의 1/3을 대체가능한 량이다. 이 중에 서 농지 로부터 73% (9억 9800만 dry tons) 가 공급가능하고 산림바이오매스로부터 전체의 27% (약 3억 6800만 dry tons)가 공급 가능한 것으로 보 고하고 있다(U.S. of Energy & U.S. Department of Agriculture, 2005) 산림바이오매스와 농업기반 바이오매스 공급가능성을 자세히 살펴보면 다음파 같다3.1. 산림 바이오매스의 공급가능성Fig. 6에 나타낸 바와 같이 공급 가능한 산림 바이 오매스(3억 6800만 dry tons)는 목재가공공장과 펄 프제지공장에서 발생하는 폐기물이 약 39%, 산업용 재생산을 위한 별채3) 미국에서 산림으로부터의 수송비용이 보통 $0.2~0.3/dry ton-mile 정도인데4)지역목재 시장 등 에 비교하여 경쟁력이 없는 경우 바이오에너지용도 로의 공급이 어렵다. 소경목 생산 및 반출에 적절한 보다 효율적인 설비 및 기술개발(삼림공학측면에서)이 필요한다5) 에너지용 산림 경영 프로그램(사유림 조림 및 육림 등)에 연방정부의 재정지원이 필요하다.6) 도시에서 발생하는 목재폐기물 수거에 대한 인 센티브가 높을 때 재활용이 높아지고 에너지시장에 공급가능성이 커진다.이상과 같은 이슈는 산림바이오매스를 에너지용 으로 공급하는데 있어 매우 민감한 사항들로 국내 산림바이오매스공급에서도 고려해야 할 것으로 시 사되였다.3.2. 농업에서 얻어지는 바이오매스미국에너지성과 농무성이 농엽에서 공급 가능한 에너지용 원료에 대해서는 농작물 특성상 생산에 영 향하는 변수가 많아 몇 가지 가상 시나리오를 설정 하고 예측 한 내용은 다음과 같다.1) 현재의 농지면적과 농업기술 기반에서 공급가 능성(시나리오 1)현재의 농지와 경작가술을 기반으로 했을 때 에너 지용 바이오매스의 공급가능성을 Fig. 7에 나타내었 다. 이 경우에는 년 간 총 1억 9400만 dry ton의 농 업 바이 오매 스가 공급가능하며 , corn stover, 퇴 비 , 수확잔유물, 벗짚, 곡물등이 주원료이며 이 중에서 corn stover가 7500만 dry ton으로 공급가능성이 가 장 높고, 퇴비 및 기타 농업 폐기물 순으로 나타났 다. 공급 가능한 총량 중 목질계 바이오매스는 corn stover, 벗짚 등 곡물채취 후 작물 폐기물을 포함하 여 전체의 74%에 이른다,2) 기존작불에 BT등 경작기술 적용 시 공급가능 성(시나리오 2)농지사용과 작물의 종류에 변화가 없이 경작기술 만 변화한다고 가정 했을 때 종류별 공급가능성은Fig. 8에 나타낸 바와 같이 고 수율을 가정 하면 총 5억 9700만 dry ton으로 전술한 현재 농업상황의 3 배에 해당하는 바이오매스가 공급 가능함을 보고하 였다.

공학/기술| 2008.04.17| 12페이지| 1,500원| 조회(521)

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경영/경제| 2008.04.17| 19페이지| 1,000원| 조회(940)

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